新精神活性物質哌異丙基酯的識別與檢驗

錢振華，趙彥彪，賈 薇，劉翠梅

（1.公安部物證鑒定中心，北京 100038；2.公安部禁毒情報技術中心，北京 100193）

哌醋甲酯（methylphenidate，MPH），又名利他林，是一種較緩和的大腦皮質興奮劑，通過促進多巴胺和去甲腎上腺素的釋放，并抑制其重回收，提高中樞神經系統的覺醒水平，而達到興奮精神、消除抑制與憂郁、解除疲勞的作用。哌醋甲酯作用略強于咖啡因，但較苯丙胺弱，較大劑量時可引起普遍的中樞興奮，甚至可引起驚厥。哌醋甲酯可對抗抑郁癥，同時也能用于治療小兒多動癥，但長期使用會產生依賴性，在毒品濫用市場，常作為興奮劑使用，我國將哌醋甲酯列為第一類精神藥品進行管制。

2009年，新精神活性物質開始興起，各種對管制毒品進行化學結構修飾得到的毒品類似物層出不窮，在全球迅速泛濫，且愈演愈烈，危害嚴重。哌醋甲酯的類似物也大量涌現，如哌乙酯、3，4-二氯哌甲酯等。 哌乙酯（ethylphenidate，EPH），用乙基酯取代了哌醋甲酯中的甲基酯，最早曾被認為是哌醋甲酯和酒精（乙醇）同時濫用后酯交換反應的產物[1-4]。但2010年以后，哌乙酯作為一種精神興奮劑被濫用，并致人死亡[5]。美國緝毒署曾對哌乙酯的分析數據進行了報道[6]，PATRICK等[7]對哌乙酯的合成方法和藥理作用進行了研究，NEGREIRA等[8]對哌乙酯的代謝過程進行了探討。2012年起，瑞典、英國、德國、奧地利、加拿大等多個國家陸續對哌乙酯進行管制[9-13]，我國也于2015年10月對哌乙酯進行了列管[14]。

本文首次報道了中國出現的新精神活性物質-哌異丙基酯，分別使用超高效液相色譜-串聯四極桿飛行時間質譜（UPLC-Q-TOF MS）法、氣相色譜質譜聯用（GC-MS）法和核磁共振（NMR）法分析該物質，最終確認其結構，同時推測了其分子碎裂機理。MARKOWITZ等[15]曾經將哌異丙基酯作為治療藥物，對比研究過其和哌醋甲酯、哌乙酯的藥理作用，但目前國內外對其化學性質尚無報道。

圖1 哌醋甲酯、哌乙酯和哌異丙基酯的化學結構式

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

QP-2010 Ultra氣相色譜質譜聯用儀（日本島津公司）；ACQUITY UPLC I-Class超高效液相色譜儀（美國Waters公司）；Q-TOF MS 5600高分辨四極桿-飛行時間質譜儀 （美國AB Sciex公司）；Avance III 400 MHz核磁共振波譜儀（德國Bruker公司）。

甲醇（色譜純，Merck 公司），乙腈（色譜純，Merck公司），甲酸（色譜純，Sigma-Aldrich 公司），純水由Millipore純水儀制備，氘代甲醇（CD3OD，99.8%，Cambridge Isotope Laboratories公司）。哌乙酯對照品（國家毒品實驗室，經核磁共振波譜儀確認結構且純度大于98%）。

1.2 GC-MS分析條件

色譜柱：AglientDB-5MS石英毛細管柱（30m×0.25mm×0.25μm）。 柱溫140℃，保持3 min，以20℃/min升至 300℃，保持 3 min；載氣為 He，流速1 mL/min；分流進樣，進樣量 1 μL，分流比 40∶1，溶劑延遲2 min；進樣口溫度280℃。EI電離模式，能量70eV，離子源溫度230℃，GC-MS接口溫度250℃，掃描范圍m/z35～500。

1.3 UPLC-Q-TOF MS分析條件

液相部分：色譜柱：Waters ACQUITY UPLC CSH C18（1.7μm，100mm×2.1mm），柱溫40℃。 A相為 0.1%甲酸水溶液，B相為乙腈；梯度洗脫程序：0～1.5min（2%B），1.5～6.5min（2%～90%B），6.5～9.4min （90%B），9.4～9.5 min （90%～2%B），9.5~12 min（2%B）；流速0.4 mL/min，進樣量 1 μL。

質譜部分：DuoSpray離子源，ESI+模式，離子源溫度 600℃，噴霧電壓 5500 V，霧化器 50 Psi，輔助加熱氣50 Psi，氣簾氣30 Psi。TOF全掃描模式，去簇電壓80 V，碰撞能量5 V，掃描范圍m/z100～1 000；二級碰撞誘導解離（CID）模式，碰撞能量35±15 V，掃描范圍m/z50～1 000。

1.4 NMR分析條件

以氘代甲醇鎖場，測試溫度300K，采集時間10s，延遲時間50s，掃描次數16次，內標為TMS。400MHz采集1HNMR譜圖，100MHz采集13CNMR譜圖。

1.5 樣品處理

將未知樣品研磨均勻，稱取適量，以甲醇為溶劑，配制成0.5 mg/mL溶液，超聲5 min，離心半徑13.2 cm，5 000 r/min離心5 min，取上清液供GC-MS分析。上清液再用0.1%甲酸水溶液稀釋，配制成0.5 μg/mL溶液，供UPLC-Q-TOF MS分析。再稱取適量未知樣品，以CD3OD為溶劑，配制成15 mg/mL溶液，供NMR分析。哌乙酯對照品同步操作。

2 結果與討論

2.1 UPLC-Q-TOF MS結果分析

在選定的UPLC-Q-TOF MS條件下，未知化合物和哌乙酯的全掃描總離子流色譜圖（圖2），未知化合物在3.706min處出峰（圖2A），哌乙酯在3.549 min處出峰（圖2B）。

在電噴霧正離子（ESI+）模式下，未知化合物的一級質譜圖（圖3A）顯示其準分子離子峰（[M+H]+）m/z為262.1797，預測分子式為C16H24NO2+。二級質譜圖（圖3B）中除準分子離子峰外，主要的碎片離子為m/z220.1336（C13H18NO2+），174.1278（C12H16N+），129.0701（C10H9+），91.0541（C7H7+），84.0807（C5H10N+），56.0494（C3H6N+）。 哌乙酯的準分子離子峰 （[M+H]+）m/z為248.1647（C15H22NO2+）（圖 3C），二級質譜圖（圖 3D）中除準分子離子峰外，主要的碎片離子為m/z220.1333（C13H18NO2+），174.1278（C12H16N+），129.0698（C10H9+），91.0541（C7H7+），84.0809（C5H10N+），56.0493（C3H6N+）。未知化合物的分子量比哌乙酯多14.015（CH2），二級主要碎片離子和哌乙酯的幾乎一樣。由此推測該化合物為哌乙酯的類似物，比哌乙酯多一個CH2，可能是哌丙酯或者哌異丙基酯。其ESI-CID碎裂機理如圖4所示。

2.2 GC-MS結果分析

在選定的GC-MS條件下，未知化合物和哌乙酯的總離子流色譜圖和質譜圖如圖5所示，未知化合物在tR=7.66 min處出峰（圖5A），哌乙酯在tR=7.61min處出峰（圖5C），主要特征碎片離子極為相似，包括m/z84（基峰）、91、56。 未知化合物的特征圖譜經質譜數據庫（NIST14.L）的譜庫檢索，并沒有找出相同特征碎片峰質譜圖相似化合物，沒有匹配的比對結果。經美國Cayman分析譜庫進行檢索，得到匹配的檢索結果，顯示與哌異丙基酯成分的質譜圖比對一致。其碎裂機理如圖6所示。

圖2 哌異丙基酯（A）和哌乙酯（B）全掃描總離子流色譜圖

圖3 哌異丙基酯（A，B）和哌乙酯（C，D）一級和二級質譜圖

圖4 哌異丙基酯和哌乙酯CID碎裂途徑推測

圖5 哌異丙基酯（A，B）和哌乙酯（C，D）GC-MS總離子流色譜圖和質譜圖

圖6 EI源轟擊下哌異丙基酯和哌乙酯碎裂途徑推測

2.3 NMR結果分析

未知化合物的1H-NMR和13C-NMR譜圖（圖7）和哌乙酯的1H-NMR和13C-NMR譜圖（圖8）非常相似。1H-NMR譜圖僅在δ 5.15~4.12及1.24~1.03區域有差異，13C-NMR譜圖僅在δ 70.1~63.1及21.9~14.2區域有差異。結合文獻對哌乙酯核磁數據的報道[6]，1H-NMR譜中δ 1.17和13C-NMR譜中δ 14.2分別為酯基部分末端CH3的H和C的化學位移。未知化合物1H-NMR譜在δ 1.24和1.03分別出現二重峰，13C-NMR譜在δ 21.9和21.4分別出現峰，表明該化合物酯基部分包含兩個CH3，為異丙基酯。綜合1H-NMR和13C-NMR譜推斷該未知物為哌異丙基酯。

圖7 哌異丙基酯的1H-NMR和13C-NMR譜圖

圖8 哌乙酯的1H-NMR和13C-NMR譜圖

3 結論

本文通過 UPLC-Q-TOF MS、GC-MS和 NMR方法，鑒定了哌醋甲酯、哌乙酯的類似物-哌異丙基酯，并對其的化學分析數據及其在ESI+/CID和EI模式下的碎裂機理進行了詳細的報道和闡述。本文可為同類樣品的推斷、鑒定提供較好的依據。